JP2016540893A - Precipitation of copper-tin and copper-tin-zinc alloys from electrolytes - Google Patents

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ウミコレ・ガルファノテフニック・ゲーエムベーハー
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Abstract

本発明は、リン酸及び脂肪族又は芳香族チオ化合物を含む、シアン化物を含まない電解質に関し、また元素状の銅、スズ及び任意に亜鉛を含む合金の電解析出のためのプロセスに関するものである。これらの電解質及びプロセスにおいては、使用される電解質に、スズ酸イオン、銅イオン、及び任意に亜鉛(II)イオン、並びに脂肪族及び/又は芳香族チオ化合物が含まれている。この電解質は任意にカルボン酸、湿潤剤、及び/又は光沢剤を追加的に含んでいてもよい。本発明は、本発明の電解質を用いて消費財や装飾品上に、銅、スズ、及び任意に亜鉛の合金を電解析出させるプロセスを更に提供する。The invention relates to a cyanide-free electrolyte comprising phosphoric acid and an aliphatic or aromatic thio compound and to a process for the electrolytic deposition of alloys containing elemental copper, tin and optionally zinc. is there. In these electrolytes and processes, the electrolyte used includes stannate ions, copper ions, and optionally zinc (II) ions, and aliphatic and / or aromatic thio compounds. The electrolyte may optionally contain additional carboxylic acids, wetting agents, and / or brighteners. The present invention further provides a process for electrolytically depositing an alloy of copper, tin, and optionally zinc on consumer goods and decorative articles using the electrolyte of the present invention.

Description

本発明は、リン酸及び脂肪族又は芳香族チオ化合物を含む、シアン化物を含まない電解質に関し、また元素状の銅、スズ及び任意に亜鉛を含む合金の電解析出のためのプロセスに関するものである。これらの電解質及びプロセスにおいては、使用される電解質に、スズ酸イオン、銅イオン、及び任意に亜鉛(II)イオン、並びに脂肪族及び/又は芳香族チオ化合物が含まれている。   The invention relates to a cyanide-free electrolyte comprising phosphoric acid and an aliphatic or aromatic thio compound and to a process for the electrolytic deposition of alloys containing elemental copper, tin and optionally zinc. is there. In these electrolytes and processes, the electrolyte used includes stannate ions, copper ions, and optionally zinc (II) ions, and aliphatic and / or aromatic thio compounds.

真鍮(銅−亜鉛合金)及びブロンズ(銅−スズ合金)を消費財や装飾品上に電解析出することはよく知られている。これらの合金は、とりわけニッケル含有仕上げ層の代替として使用され、例えば適切な基材に電気化学ドラムコーティング、又はラックコーティングのプロセスによって付着される。   It is well known to electrolytically deposit brass (copper-zinc alloy) and bronze (copper-tin alloy) on consumer goods and decorative items. These alloys are used inter alia as an alternative to nickel-containing finishing layers and are applied to suitable substrates, for example, by electrochemical drum coating or rack coating processes.

エレクトロニクス産業における真鍮及びブロンズ層の製造においては、出来上がった層のはんだ特性や、場合によっては機械的接着力が重要な性能となる。この分野においては、使用における機能に比べて、これらの層の外観は一般的には重要ではない。対照的に、消費財上に真鍮又はブロンズの層を製造する場合、装飾的効果及びできる限り変化しない外観を持つ層の耐久性が、重要な求められるパラメータとなる。   In the manufacture of brass and bronze layers in the electronics industry, the solder properties of the finished layer and, in some cases, mechanical adhesion are important performances. In this field, the appearance of these layers is generally not important compared to the function in use. In contrast, when producing a brass or bronze layer on a consumer product, the decorative effect and durability of the layer with the least changeable appearance is an important required parameter.

真鍮及びブロンズ層の製造法として、シアン化物を含み、それゆえに非常に有毒なアルカリ槽を使用する従来の方法だけでなく、種々の電気化学的プロセスで、電解質の組成が異なる、従来より知られている2つの主なプロセス群、すなわち有機スルホン酸系電解質を使用するプロセスと二リン酸系槽を使用するプロセス、のうちの1つに通常分類されるものが知られている。二リン酸はピロリン酸とも呼ばれる。いずれのプロセスも特異的に不利となる点があり、実用上の利便性を著しく阻害している。よって、いずれの電解システムにおいても、2価の状態のスズを加えて槽の運転中に不活性なスズ(IV)に酸化されるようにしているが、これによって、電解質の寿命が著しく制限されている。有機スルホン酸系電解質のグループの場合は制限が更に発生する。これらは、強い酸性のpH領域で作用し、よって、例えば圧力鋳造亜鉛にコーティングを行う場合などの、特別な使用においては適切ではない。   Conventionally known methods for the production of brass and bronze layers differ in the composition of the electrolyte in various electrochemical processes, as well as conventional methods that use cyanide and therefore use highly toxic alkaline baths. One of the two main process groups that are usually classified, one that uses an organic sulfonic acid electrolyte and the other that uses a diphosphate tank, is known. Diphosphate is also called pyrophosphate. Both processes have specific disadvantages, which significantly impede practical convenience. Thus, in any electrolytic system, divalent tin is added to oxidize to inactive tin (IV) during tank operation, but this significantly limits the life of the electrolyte. ing. In the case of the group of organic sulfonic acid electrolytes, further restrictions arise. They operate in a strongly acidic pH range and are therefore not suitable for special use, for example when coating pressure cast zinc.

欧州特許第2 032 743(B1)号において、光起電セル用の銅−スズ−亜鉛合金層を製造するための電解質が記載されている。この電解質は、リン酸/ピロリン酸系であり、スズを4価の状態でスズ酸として使用し、従来の全てのシアン化物を使用しないシステムと対照的である。この電解質からは、マット状(つや消し)銅−スズ−亜鉛の層を、非常に狭い電流密度の領域で、析出させることができる。記載された形態でのこの種の電解質は、ドラムやラックめっきによる装飾的なブロンズ層の製造には適していない。   EP 2 032 743 (B1) describes an electrolyte for producing a copper-tin-zinc alloy layer for photovoltaic cells. This electrolyte is a phosphate / pyrophosphate system, in contrast to a conventional system that uses tin as stannic acid in a tetravalent state and does not use any conventional cyanide. From this electrolyte, a matte (matte) copper-tin-zinc layer can be deposited in a very narrow current density region. This type of electrolyte in the form described is not suitable for the production of decorative bronze layers by drum or rack plating.

欧州特許出願公開第1 961 840(A1)号において、装飾用ブロンズ合金層の析出のための毒性を持たない電解質が開示されている。この電解質は、析出する金属を水溶性の塩の形態で含んでおり、1つ以上のホスホン酸誘導体を錯化剤として含んでいるが、シアン化物、チオ尿素誘導体、及びチオ誘導体を含まないものである。この電解質は、銅及びスズ、又は銅、スズ及び亜鉛を析出させる金属として含んでいる。スズはこの場合、2価、又は4価のスズ塩として使用してよい。スズ酸は開示されていない。欧州特許出願公開第1961840(A1)号において、チオ化合物が添加された槽から電気化学的に析出されたブロンズ層が、斑点やマット状に覆われた外観を有し、それゆえ、消費財の装飾的コーティングに適していないことが教示されている。   EP 1 961 840 (A1) discloses non-toxic electrolytes for the deposition of decorative bronze alloy layers. This electrolyte contains the precipitated metal in the form of a water-soluble salt and contains one or more phosphonic acid derivatives as a complexing agent, but does not contain cyanide, thiourea derivatives, and thio derivatives. It is. This electrolyte contains copper and tin, or a metal for depositing copper, tin and zinc. In this case, tin may be used as a divalent or tetravalent tin salt. Tin acid is not disclosed. In European Patent Application Publication No. 1961840 (A1), the bronze layer electrochemically deposited from the thiol-added tank has an appearance covered with spots or mats, and therefore, It is taught that it is not suitable for decorative coating.

国際公開第2013/092312(A1)号において、シアン化物を含まず、ピロリン酸を含む電解質並びに銅、スズ及びに亜鉛の3元系合金の電気化学的析出のためのプロセスが開示されている。この場合、亜鉛(II)イオンと銅(II)イオンに加えてスズ酸イオンが、電解質中に存在している。この電解質を用いた場合、広い電流密度の範囲では、均一な白いコーティングを得ることができないため、装飾用物品のコーティングには不適である。   In WO 2013/093212 (A1), a process for the electrochemical deposition of a cyanide-free electrolyte containing pyrophosphoric acid and a ternary alloy of copper, tin and zinc is disclosed. In this case, in addition to zinc (II) ions and copper (II) ions, stannate ions are present in the electrolyte. When this electrolyte is used, a uniform white coating cannot be obtained in a wide current density range, so that it is not suitable for coating decorative articles.

国際公開第2013/092314(A1)号において、シアン化物を含まず、ピロリン酸を含まず、ホスホン酸を含まない電解質並びに銅、スズ及び亜鉛の3元系合金の電解析出のためのプロセスが開示されている。この場合、亜鉛(II)イオンと銅(II)イオンに加えてスズ酸イオンが、電解質中に存在している。国際公開第2013/092312(A1)号に開示されている電解質の場合と同様に、この電解質を用いた場合、広い電流密度の範囲では、均一な白いコーティングを得ることができないため、装飾用物品のコーティングには不適である。   In WO 2013/092314 (A1), a process for electrolytic deposition of a ternary alloy of copper, tin and zinc and an electrolyte free of cyanide, free of pyrophosphoric acid and free of phosphonic acid It is disclosed. In this case, in addition to zinc (II) ions and copper (II) ions, stannate ions are present in the electrolyte. As in the case of the electrolyte disclosed in International Publication No. 2013/09312 (A1), when this electrolyte is used, a uniform white coating cannot be obtained in a wide current density range. It is not suitable for coating.

欧州特許出願公開第2 071 057(A2)号において、白ブロンズの電解析出のための化合物が開示されている。これはスズ、銅、及び亜鉛イオンを含有し、またメルカプトトリアゾール及びメルカプトテトラゾールからなる群から選択されるメルカプタンを少なくとも1つ含んでいる。この発明による組成物中には、銅が銅(I)及び銅(II)塩の形態で存在していてもよい。開示されたスズ化合物は、スズ(II)塩である。この化合物は、リン酸塩、ピロリン酸塩、又はホスホン酸塩のいずれも含まない。全ての実施例で、ブロンズはpH値3以下で析出されている。   In EP 2 071 057 (A2), compounds for electrolytic deposition of white bronze are disclosed. It contains tin, copper, and zinc ions and contains at least one mercaptan selected from the group consisting of mercaptotriazole and mercaptotetrazole. In the composition according to the invention, copper may be present in the form of copper (I) and copper (II) salts. The disclosed tin compounds are tin (II) salts. This compound does not contain any phosphate, pyrophosphate, or phosphonate. In all examples, bronze is precipitated at a pH value of 3 or less.

欧州特許出願公開第1 001 054(A2)号において、スズ−銅合金の析出のための電気化学槽が開示されている。この槽は、水溶性のスズ(II)若しくはスズ(IV)塩、水溶性の銅(I)若しくは銅(II)塩、有機若しくは無機の酸、又はそれらの水溶性の塩、並びにチオアミド及びチオ化合物からなる群から選択される少なくとも1つの化合物を含んでいる。スズ(IV)酸ナトリウムを使用した場合は、同時にシアン化銅(I)も使用される。故に電解質はシアン化物を含有している。チオ化合物は、槽安定化剤又は錯化剤として機能している。無機酸又はその塩は、リン酸、縮合したリン酸、すなわちポリリン酸、及びホスホン酸であってよい。欧州特許出願公開第1 001 054(A2)号による電気化学槽は、亜鉛化合物を全く含まない。欧州特許出願公開第1 0010 54(A2)号による電気化学槽を用いると、銅の含有量、光沢剤の有無、及び選択された金属の水溶性塩によって、スズ−銅合金の外観を白色から灰色がかった白色、光沢からマット状に変化させることができる。   In EP 1 001 054 (A2), an electrochemical cell for the deposition of tin-copper alloys is disclosed. This tank contains water-soluble tin (II) or tin (IV) salts, water-soluble copper (I) or copper (II) salts, organic or inorganic acids, or water-soluble salts thereof, and thioamide and thio At least one compound selected from the group consisting of compounds. When sodium tin (IV) is used, copper (I) cyanide is also used at the same time. Therefore, the electrolyte contains cyanide. The thio compound functions as a tank stabilizer or complexing agent. The inorganic acid or salt thereof may be phosphoric acid, condensed phosphoric acid, ie polyphosphoric acid, and phosphonic acid. The electrochemical cell according to EP 1 001 054 (A2) does not contain any zinc compounds. When using the electrochemical tank according to EP 1 0010 54 (A2), the appearance of the tin-copper alloy is white, depending on the copper content, the presence or absence of brighteners, and the water-soluble salt of the selected metal. It can be changed from grayish white, glossy to matte.

国際公開第2010/003621(A1)号は、装飾用ブロンズを析出させるための電解槽について開示している。この電解槽は、銅、スズ、及び任意に亜鉛を含み、更にホスホン酸誘導体、ジスルフィド、及び炭酸塩又は炭酸水素塩を1つ以上含む。この場合、スズは、スズ(II)塩として存在している。   WO 2010/003621 (A1) discloses an electrolytic cell for depositing decorative bronze. The electrolytic cell contains copper, tin, and optionally zinc, and further contains one or more phosphonic acid derivatives, disulfides, and carbonates or bicarbonates. In this case, tin is present as a tin (II) salt.

本発明の目的は、広い電流密度範囲で装飾用物品に均一な色のコーティングを析出させることが可能な、シアン化物を含まない電解質と対応する白銅−スズ合金及び白銅−スズ−亜鉛合金の析出のプロセスを提供することである。この析出は、好ましい化学量論性をともなって、最適に実施できなければならない。電解質は、非常にシンプルな組成でなければならない。更に、本発明のプロセス及び電解質は先行技術のプロセス及び電解質よりも環境面及び経済面の観点からも優れていなければならない。   It is an object of the present invention to deposit a cyanide-free electrolyte and corresponding white copper-tin alloy and white copper-tin-zinc alloy capable of depositing a uniform color coating on a decorative article over a wide current density range. Is to provide a process. This precipitation must be able to be performed optimally with favorable stoichiometry. The electrolyte must have a very simple composition. Furthermore, the process and electrolyte of the present invention must be superior from prior art processes and electrolytes in terms of environmental and economic aspects.

これらの目的、及び更に当業者には先行技術から明らかな目的は、本請求項1の特徴を有する電解質及び請求項10で請求されている対応するプロセスによって実現できる。各々の発明の好ましい実施形態は、これらの請求項の従属請求項に記されている。   These objects, and further objects apparent to the person skilled in the art from the prior art, can be realized by an electrolyte having the features of claim 1 and the corresponding process claimed in claim 10. Preferred embodiments of each invention are set out in the dependent claims of these claims.

白銅−スズ合金及び白銅−スズ−亜鉛合金の析出のための電解質を提供するという目的は、銅、スズ、及び任意に亜鉛の合金を電解析出するためのシアン化物を含まない水性電解質によって達成され、この電解質は、
リン酸塩、ホスホン酸塩、ポリリン酸塩、二リン酸塩及びそれらの混合物からなる群から選択される塩を少なくとも1つ含み、
かつ
脂肪族、及び芳香族チオ化合物からなる群から選択される化合物を少なくとも1つ含み、
ここで、析出される金属の銅、及び任意に亜鉛は溶解した形態であり、スズは溶解したスズ(IV)塩として存在し、
かつ、上記シアン化物を含まない水性電解質のpHは9以上である、水性電解質である。
The object of providing an electrolyte for the deposition of white copper-tin alloys and white copper-tin-zinc alloys is achieved by an aqueous electrolyte free of cyanide for the electrolytic deposition of copper, tin and optionally zinc alloys. This electrolyte is
Comprising at least one salt selected from the group consisting of phosphates, phosphonates, polyphosphates, diphosphates and mixtures thereof;
And at least one compound selected from the group consisting of aliphatic and aromatic thio compounds,
Here, the deposited copper metal, and optionally zinc, is in dissolved form, tin is present as dissolved tin (IV) salt,
And the pH of the aqueous electrolyte which does not contain the said cyanide is 9 or more, and is an aqueous electrolyte.

電解質中に、リン酸塩、ホスホン酸塩、ポリリン酸塩、二リン酸塩、及びこれらの混合物からなる群から選択される少なくとも1つの塩が銅及びスズのイオンよりも過剰に存在し、同時に銅とスズのイオンがある特定の比に設定され、かつ同時にスズが溶解したスズ(IV)塩として存在しているとき、有利な銅−スズ及び銅−スズ−亜鉛合金の組成物が本明細書に記載された電解質より得られることが分かっている。3元合金を析出することができるようにするために、電解質が追加的に亜鉛を含む場合には、亜鉛と銅の両方が共溶解状態で存在する。本電解質は、溶解している銅塩を錯体化する脂肪族又は芳香族チオ化合物を追加的に含んでいる。本発明の水性電解質のpHは9以上であり、よってアルカリ性である。脂肪族及び芳香族チオ化合物を、任意追加的に亜鉛を含む、リン酸及びスズ(IV)系銅−スズ合金電解質に使用することによって、銅を錯体化し、同時にスズと任意に亜鉛の共析出を、0.1〜100A/dm2、有利には0.3〜1.0A/dmの電流密度の範囲で促進することができる。これによって、使用可能な電流密度の範囲が既知の電解質に比べて相当広くなっている。本発明の電解質を使用した場合、銅−スズ及び銅−スズ−亜鉛ブロンズの均一な白いコーティングが広い実施範囲にわたって析出される。 In the electrolyte, at least one salt selected from the group consisting of phosphate, phosphonate, polyphosphate, diphosphate, and a mixture thereof is present in excess of copper and tin ions, and at the same time Advantageous copper-tin and copper-tin-zinc alloy compositions are disclosed herein when the copper and tin ions are set to a certain ratio and at the same time tin is present as a dissolved tin (IV) salt. It is known that it can be obtained from the electrolyte described in the book. In order to be able to precipitate a ternary alloy, both zinc and copper are present in a co-dissolved state when the electrolyte additionally contains zinc. The electrolyte additionally contains an aliphatic or aromatic thio compound that complexes the dissolved copper salt. The pH of the aqueous electrolyte of the present invention is 9 or more, and thus is alkaline. By using aliphatic and aromatic thio compounds in phosphoric acid and tin (IV) based copper-tin alloy electrolytes optionally containing zinc, copper is complexed and at the same time co-depositing of tin and optionally zinc Can be promoted in a current density range of 0.1 to 100 A / dm 2, preferably 0.3 to 1.0 A / dm 2 . This makes the usable current density range considerably wider than known electrolytes. When using the electrolyte of the present invention, uniform white coatings of copper-tin and copper-tin-zinc bronze are deposited over a wide range of applications.

「均一な」とは、ここではコーティングが均質な外観を有していること、すなわち同じ色、並びに光沢、硬度、及び耐腐食性の点において、同じ層の性質を有していることを意味する。   "Uniform" here means that the coating has a homogeneous appearance, i.e. it has the same color and properties of the same layer in terms of gloss, hardness and corrosion resistance. To do.

本発明の電解質組成物を用いて、銅−スズブロンズ及び銅−スズ−亜鉛ブロンズの均一な白いコーティングを析出することができる。白の色については、L色測定をすることでより正確に定義することができる。 Using the electrolyte composition of the present invention, uniform white coatings of copper-tin bronze and copper-tin-zinc bronze can be deposited. The white color can be defined more accurately by measuring L * a * b * color.

スズ酸をスズ源とする電解質は、銅−スズ及び銅−スズ−亜鉛合金の析出において先行技術として知られており、例えば欧州特許第1 001 054(A2)号の最初に述べられている。しかし、そこにおいては、スズ酸は常にシアン化銅と組み合わせで使用されている。シアン化錯体においては、銅は本質的にシアン化銅(I)、すなわち[Cu(CN)として存在している。スズ酸とシアン化銅(I)を含む電解質からの、銅−スズ層の析出においては、欧州特許第1 001 054(A2)号において、12から13の範囲のpH値で実施されており、構造と色が不均一なブロンズ層になっていた。加えて、このブロンズ層には焼けたような析出物が見られた。スズ酸とシアン化銅(I)を含むアルカリ性槽はまた、槽の安定性に劣る。 Electrolytes based on stannic acid are known as prior art in the deposition of copper-tin and copper-tin-zinc alloys and are described, for example, at the beginning of EP 1 001 054 (A2). There, however, stannic acid is always used in combination with copper cyanide. In the cyanide complex, copper is essentially present as copper (I) cyanide, ie [Cu (CN) 2 ] . The deposition of a copper-tin layer from an electrolyte containing stannic acid and copper (I) cyanide is carried out at a pH value in the range of 12 to 13 in EP 1 001 054 (A2), The bronze layer was uneven in structure and color. In addition, burnt precipitates were observed in this bronze layer. Alkaline baths containing stannic acid and copper (I) cyanide are also inferior in bath stability.

スズ酸とシアン化銅(I)の代わりに、スズ(II)塩とシアン化銅(I)と組み合わせて使用しても同様に均一な銅−スズ層にはならないが、これは、スズ(II)がシアン化銅(I)の存在下で少なくとも一部スズ(IV)に酸化され、その結果、スズ酸とシアン化銅(I)を含む槽の上記の不利な状況がここでも起きているからである。   Using a combination of tin (II) salt and copper (I) cyanide instead of stannic acid and copper (I) cyanide does not result in a uniform copper-tin layer as well. II) is at least partially oxidized to tin (IV) in the presence of copper (I) cyanide, so that the above disadvantageous situation of the bath containing stannic acid and copper (I) cyanide occurs again Because.

従来技術においては、リン酸塩とピロリン酸塩が、銅−スズ及び銅−スズ−亜鉛電解質の安定化のために使用される。これは、例えば国際公開第2013/092312(A1)号及び同第2013/092314(A1)号の最初に記載されている。しかし、これらのピロリン酸塩又はリン酸塩とスズ酸をベースにしたシアン化物を含まない電解質を用いた場合、広い電流密度の範囲では、均一な白いコーティングを得ることができない。そこで開示されている電解質の場合、合金組成は、使用した電流密度に非常に依存する。比較的低い電流密度の範囲では、銅の比率が高く、亜鉛の比率が低い、赤いコーティングが得られる一方、高い電流密度の範囲では、亜鉛の比率が著しく高いが、コーティングはマット状の灰色である。それゆえ、これらの電解質は装飾用コーティングには不適である。高いpHの範囲、すなわち、特にpHが9以上の値においては、スズ(IV)塩が安定し、銅とスズが均一な白いコーティングの形態で合わせて析出することが可能な、シアン化物を含まない電解質は知られていない。   In the prior art, phosphates and pyrophosphates are used for the stabilization of copper-tin and copper-tin-zinc electrolytes. This is described at the beginning of, for example, International Publication Nos. 2013/09312 (A1) and 2013/092314 (A1). However, when these pyrophosphates or phosphates and stannic acid-based electrolytes containing no cyanide are used, a uniform white coating cannot be obtained over a wide current density range. In the case of the electrolyte disclosed there, the alloy composition is highly dependent on the current density used. In a relatively low current density range, a red coating is obtained with a high copper ratio and a low zinc ratio, while in a high current density range, the zinc ratio is significantly higher, but the coating is matt gray. is there. These electrolytes are therefore unsuitable for decorative coatings. In the high pH range, i.e., especially at pH values above 9 and including cyanide, the tin (IV) salt is stable and copper and tin can be deposited together in the form of a uniform white coating There is no known electrolyte.

本発明の水性電解質と、銅−スズ及び銅−スズ−亜鉛合金の析出プロセスについて以下に説明する。本発明は、以下に示す全ての実施形態を、個別に、そしてそれぞれの組み合わせのいずれも包含する。   The aqueous electrolyte of the present invention and the deposition process of copper-tin and copper-tin-zinc alloy will be described below. The present invention encompasses all embodiments shown below, individually and in any combination.

銅は1価又は2価の銅の塩、又はそれらの混合物の形態として電解質に添加されても良い。任意に使用される亜鉛は全て、電解質中で2価イオンの形態で存在する。本発明による反応条件下では、銅及び任意の亜鉛はそれらの水溶化合物より析出される。好適な銅及び任意の亜鉛の水溶性化合物は、ピロリン酸塩、炭酸塩、炭酸水素塩、亜硫酸塩、硫酸塩、リン酸塩、亜硝酸塩、硝酸塩、ハロゲン化物、水酸化物、水酸化酸化物、酸化物、及びこれらの混合物からなる群から選択される。ハロゲン化物は、フッ化物、塩化物、臭化物、又はヨウ化物であってよい。銅及び亜鉛の、炭酸塩、炭酸水素塩、硫酸塩、又はピロリン酸塩が好ましい。特に銅及び亜鉛の硫酸塩が好ましい。本発明の目的において、「水溶性」という用語は、水に対する25℃での溶解度が、少なくとも0.1g/Lである銅及び亜鉛の塩を指す。   Copper may be added to the electrolyte in the form of a monovalent or divalent copper salt, or a mixture thereof. All optionally used zinc is present in the electrolyte in the form of divalent ions. Under the reaction conditions according to the invention, copper and any zinc are precipitated from their water-soluble compounds. Suitable copper and optional zinc water soluble compounds are pyrophosphate, carbonate, bicarbonate, sulfite, sulfate, phosphate, nitrite, nitrate, halide, hydroxide, hydroxide , Oxides, and mixtures thereof. The halide may be fluoride, chloride, bromide, or iodide. Copper, zinc carbonates, bicarbonates, sulfates, or pyrophosphates are preferred. In particular, copper and zinc sulfates are preferred. For the purposes of the present invention, the term “water-soluble” refers to copper and zinc salts having a solubility in water at 25 ° C. of at least 0.1 g / L.

有利な実施形態においては、銅は銅(I)塩の形態で電解質に添加される。   In an advantageous embodiment, copper is added to the electrolyte in the form of a copper (I) salt.

有利な実施形態においては、銅は銅(II)塩の形態で電解質に添加される。   In an advantageous embodiment, copper is added to the electrolyte in the form of a copper (II) salt.

スズは、スズ(IV)塩、すなわち4価の形態で、本発明の電解質に添加される。好適なスズ(IV)塩は、SnO、Sn(OH)、SnCl、SnBr、SnI、Sn(SO、Sn(NO、SnS、NaSnO、KSnO、KSnOである。有利な実施形態において、スズ(IV)塩はスズ酸塩である。有利なスズ酸塩は、スズ酸ナトリウムNaSnO、又はスズ酸カリウムKSnOである。特に有利な実施形態において、スズ(IV)塩はスズ酸ナトリウムである。更に特に有利な実施形態において、スズ(IV)塩はスズ酸カリウムである。 Tin is added to the electrolyte of the present invention in the form of a tin (IV) salt, ie, a tetravalent form. Suitable tin (IV) salts are SnO 2 , Sn (OH) 4 , SnCl 4 , SnBr 4 , SnI 4 , Sn (SO 4 ) 2 , Sn (NO 3 ) 4 , SnS 2 , Na 2 SnO 3 , K 2 SnO 3 , K 2 SnO 7 C 2 . In an advantageous embodiment, the tin (IV) salt is a stannate. A preferred stannate is sodium stannate Na 2 SnO 3 or potassium stannate K 2 SnO 3 . In a particularly advantageous embodiment, the tin (IV) salt is sodium stannate. In a further particularly advantageous embodiment, the tin (IV) salt is potassium stannate.

本発明の電解質内に存在する銅、スズ、及び任意に亜鉛の塩は、以下本明細書内では「ブロンズ形成塩」という用語で総称する。   The copper, tin, and optionally zinc salts present in the electrolyte of the present invention are collectively referred to herein as the “bronze forming salts”.

本発明の電解質は、リン酸塩、ホスホン酸塩、ポリリン酸塩、二リン酸塩及びこれらの塩の混合物からなる群から選択される少なくとも1つの塩を更に含む。   The electrolyte of the present invention further comprises at least one salt selected from the group consisting of phosphates, phosphonates, polyphosphates, diphosphates and mixtures of these salts.

好適なリン酸塩は、例えば、リン酸水素二ナトリウム、及びリン酸水素二カリウムである。三塩基性のリン酸は3段階にわたって解離し、リン酸二水素及びリン酸水素はいずれも両性であることを、当業者は知るであろう。溶液中のリン酸イオン(PO 3−)、リン酸水素イオン(HPO 2−)及びリン酸二水素イオン(HPO )の比は、その溶液のpHに依存することが知られている。故に本発明の目的において、リン酸イオン、リン酸水素イオン、リン酸二水素イオンは総称して「リン酸イオン」と呼ぶことにする。同様に、三塩基性のホスホン酸は3段階にわたって解離し、ホスホン酸二水素及びホスホン酸水素はいずれも両性である。ホスホン酸の塩は、総称して「ホスホン酸塩」と呼ぶことにする。二リン酸及びポリリン酸もまたいずれも多塩基性で、これらの酸のそれぞれのアニオンの比は、リン酸及びホスホン酸の場合と同じように溶液のpHに依存することを、当業者は知るであろう。本発明の目的において、二リン酸又はポリリン酸の水素のうちアンモニウム、リチウム、ナトリウム、又はカリウムカチオンによって置換された水素原子の数とは独立して、これらのアンモニウム塩、リチウム塩、ナトリウム塩、及びカリウム塩を使用することができる。本発明の電解質に使用されるリン酸塩、ホスホン酸塩、ポリリン酸塩、及び二リン酸塩からなる群の化合物は、リン酸、ホスホン酸、ポリリン酸、及び二リン酸の塩である。ここにおける塩は、これらの酸のアンモニウム塩、リチウム塩、ナトリウム塩、又はカリウム塩であると有利である。1つ以上の水素がアンモニウム、リチウム、ナトリウム、又はカリウムカチオンによって置換される多塩基酸の場合、これらのカチオンは同一であっても異なっていてもよい。 Suitable phosphates are, for example, disodium hydrogen phosphate and dipotassium hydrogen phosphate. Those skilled in the art will know that tribasic phosphoric acid dissociates over three stages and that both dihydrogen phosphate and hydrogen phosphate are amphoteric. It is known that the ratio of phosphate ion (PO 4 3− ), hydrogen phosphate ion (HPO 4 2− ) and dihydrogen phosphate ion (H 2 PO 4 ) in the solution depends on the pH of the solution. It has been. Therefore, for the purposes of the present invention, phosphate ions, hydrogen phosphate ions, and dihydrogen phosphate ions are collectively referred to as “phosphate ions”. Similarly, tribasic phosphonic acids dissociate over three stages, and both dihydrogen phosphonate and hydrogen phosphonate are amphoteric. The salts of phosphonic acid are collectively referred to as “phosphonates”. Those skilled in the art know that both diphosphate and polyphosphate are also polybasic and the ratio of the respective anions of these acids depends on the pH of the solution as in the case of phosphoric and phosphonic acids. Will. For the purposes of the present invention, independent of the number of hydrogen atoms replaced by ammonium, lithium, sodium, or potassium cations in the diphosphate or polyphosphate hydrogen, these ammonium salts, lithium salts, sodium salts, And potassium salts can be used. The compounds of the group consisting of phosphates, phosphonates, polyphosphates, and diphosphates used in the electrolyte of the present invention are phosphoric acid, phosphonic acid, polyphosphoric acid, and diphosphoric acid salts. The salts here are advantageously the ammonium, lithium, sodium or potassium salts of these acids. In the case of polybasic acids in which one or more hydrogens are replaced by ammonium, lithium, sodium, or potassium cations, these cations may be the same or different.

リン酸塩、ホスホン酸塩、ポリリン酸塩、及び二リン酸塩の「混合物」は、少なくとも2つのリン酸塩、少なくとも2つのホスホン酸塩、少なくとも2つのポリリン酸塩、又は少なくとも2つの二リン酸塩の混合物であってよい。あるいは、これらの混合物は、リンと酸素を含む塩の異なる群の少なくとも2つの化合物の混合物であってよい。すなわち、例えば、リン酸塩、及びホスホン酸塩又は2つのリン酸塩、及び1つの二リン酸塩リン酸塩、ホスホン酸塩ポリリン酸塩、及び二リン酸塩が、本発明の目的のために使用されるリンと酸素を含んだ塩の4つの群である。   A “mixture” of phosphate, phosphonate, polyphosphate, and diphosphate includes at least two phosphates, at least two phosphonates, at least two polyphosphates, or at least two diphosphates. It may be a mixture of acid salts. Alternatively, these mixtures may be a mixture of at least two compounds of different groups of salts containing phosphorus and oxygen. Thus, for example, phosphates and phosphonates or two phosphates, and one diphosphate phosphate, phosphonate polyphosphate, and diphosphate are for purposes of the present invention. There are four groups of salts containing phosphorus and oxygen used in

上記のように、リン酸塩、ホスホン酸塩、ポリリン酸塩、二リン酸塩は、電解質中の銅又はスズイオンよりも過剰に存在している。ここで「過剰に」とはリン酸塩、ホスホン酸塩、ポリリン酸塩、及び二リン酸塩のモル数の合計が、銅及びスズイオンのモル数の合計よりも大きいことを意味する。   As described above, phosphate, phosphonate, polyphosphate, and diphosphate are present in excess of copper or tin ions in the electrolyte. Here, “in excess” means that the total number of moles of phosphate, phosphonate, polyphosphate, and diphosphate is larger than the total number of moles of copper and tin ions.

有利な実施形態においては、リン酸塩、ホスホン酸塩、ポリリン酸塩、二リン酸塩、及びこれらの混合物からなる群の少なくとも1つの塩の電解質中の全濃度が0.05mol/L〜5.0mol/Lである。   In an advantageous embodiment, the total concentration in the electrolyte of at least one salt of the group consisting of phosphates, phosphonates, polyphosphates, diphosphates and mixtures thereof is between 0.05 mol / L and 5 0.0 mol / L.

本発明の特に有利な実施形態においては、本発明のシアン化物を含まない水性電解質中のリン酸塩、ホスホン酸塩、ポリリン酸塩、及び二リン酸塩からなる群の少なくとも1つの塩が、リン酸水素塩である。特に好適なリン酸水素塩は、リン酸水素ナトリウム及びリン酸水素二カリウムである。有利な実施形態においては、本電解質はリン酸水素二カリウムを20〜150g/L含む。   In a particularly advantageous embodiment of the invention, at least one salt of the group consisting of phosphates, phosphonates, polyphosphates and diphosphates in the cyanide-free aqueous electrolyte of the invention is It is hydrogen phosphate. Particularly preferred hydrogen phosphates are sodium hydrogen phosphate and dipotassium hydrogen phosphate. In an advantageous embodiment, the electrolyte comprises 20 to 150 g / L of dipotassium hydrogen phosphate.

更に有利な実施形態においては、本電解質はリン酸水素二ナトリウムを20〜150g/L含む。   In a further advantageous embodiment, the electrolyte comprises 20 to 150 g / L of disodium hydrogen phosphate.

好適なピロリン酸塩は、例えばピロリン酸ナトリウム、ピロリン酸カリウム、又はこれらの混合物である。有利な実施形態においては、本電解質はピロリン酸カリウムを5〜40g/L含む。更に有利な実施形態においては、本電解質はピロリン酸ナトリウムを5〜40g/L含む。   Suitable pyrophosphates are, for example, sodium pyrophosphate, potassium pyrophosphate, or mixtures thereof. In an advantageous embodiment, the electrolyte comprises 5-40 g / L of potassium pyrophosphate. In a further advantageous embodiment, the electrolyte comprises 5-40 g / L of sodium pyrophosphate.

更に有利な実施形態においては、本電解質は、リン酸水素二ナトリウム、及び/又はリン酸水素二カリウムの形態で、20〜150g/Lのリン酸水素塩、好ましくは90g/Lのリン酸水素塩を、並びにピロリン酸ナトリウム、及び/又はピロリン酸カリウムの形態で、5〜40g/Lのピロリン酸塩を含む。   In a further advantageous embodiment, the electrolyte is in the form of disodium hydrogen phosphate and / or dipotassium hydrogen phosphate, 20 to 150 g / L of hydrogen phosphate, preferably 90 g / L of hydrogen phosphate. Salts and 5 to 40 g / L pyrophosphate in the form of sodium pyrophosphate and / or potassium pyrophosphate.

本発明の電解質は、追加的に、脂肪族、及び芳香族チオ化合物からなる群から選択される化合物を少なくとも1つ含む。有利な実施形態においては、脂肪族、及び芳香族チオ化合物からなる群から選択される化合物の少なくとも1つは、電解質中に0.02〜10g/Lの濃度で存在する。   The electrolyte of the present invention additionally contains at least one compound selected from the group consisting of aliphatic and aromatic thio compounds. In an advantageous embodiment, at least one compound selected from the group consisting of aliphatic and aromatic thio compounds is present in the electrolyte at a concentration of 0.02 to 10 g / L.

ここで、「脂肪族、及び芳香族チオ化合物からなる群から選択される化合物の少なくとも1つ」とは、本発明の電解質が、
−厳密に1つの脂肪族チオ化合物、又は
−厳密に1つの芳香族チオ化合物、又は
−全て脂肪族である、少なくとも2つのチオ化合物、又は
−全て芳香族である、少なくとも2つのチオ化合物、又は
−少なくとも1つの脂肪族チオ化合物及び少なくとも1つの芳香族チオ化合物、を含むことを意味する。
Here, "at least one compound selected from the group consisting of aliphatic and aromatic thio compounds" means that the electrolyte of the present invention is
Exactly one aliphatic thio compound, or exactly one aromatic thio compound, or at least two thio compounds that are all aliphatic, or at least two thio compounds that are all aromatic, or -Means comprising at least one aliphatic thio compound and at least one aromatic thio compound;

好適な脂肪族チオ化合物としてはチオ基を含む脂肪族カルボン酸及びスルホン酸が例示されるが、これが全てではない。好適な芳香族チオ化合物としてはチオ基を含むピリジン、ピリミジン、ピラジン、及びヒダントイン誘導体が例示されるが、これが全てではない。有利な実施形態においては、チオ化合物が、2−メルカプトプロピオン酸、メルカプトコハク酸、2−チオプロパンジカルボン酸、3−メルカプト−1−プロパンスルホン酸ナトリウム、2−メルカプトニコチン酸、2−チオウラシル、4,6−ジヒドロキシ−2−メルカプトピリミジン、2−メルカプトピリミジン、2−チオシトシン、6−メルカプトーピリミジン−4−カルボン酸、2−メルカプトピリミジン−4−オール、2−チオヒダントイン、5−スルホサリチル酸から選択される。メルカプトコハク酸及び4,6−ジヒドロキシ−2−メルカプトピリミジンを使用することは、特に有利である。   Suitable aliphatic thio compounds include, but are not limited to, aliphatic carboxylic acids and sulfonic acids containing thio groups. Suitable aromatic thio compounds include, but are not limited to, pyridine, pyrimidine, pyrazine, and hydantoin derivatives containing a thio group. In an advantageous embodiment, the thio compound is 2-mercaptopropionic acid, mercaptosuccinic acid, 2-thiopropanedicarboxylic acid, sodium 3-mercapto-1-propanesulfonate, 2-mercaptonicotinic acid, 2-thiouracil, 4 , 6-dihydroxy-2-mercaptopyrimidine, 2-mercaptopyrimidine, 2-thiocytosine, 6-mercaptopyrimidine-4-carboxylic acid, 2-mercaptopyrimidin-4-ol, 2-thiohydantoin, 5-sulfosalicylic acid Is done. The use of mercaptosuccinic acid and 4,6-dihydroxy-2-mercaptopyrimidine is particularly advantageous.

更に有利な実施形態として、それぞれ1Lの電解質に対して、1〜10mLの2−メルカプトプロピオン酸、0.5〜10gのチオプロパンジカルボン酸、0.05〜5gの3−メルカプト−プロパンスルホン酸ナトリウム、0.05〜5gの2−メルカプトニコチン酸、0.02〜5gの2−チオウラシル、及び0.5〜10gの4,6−ジヒドロキシ−2−メルカプトピリミジンの中からチオ化合物が選択される。   In a further advantageous embodiment, 1 to 10 mL of 2-mercaptopropionic acid, 0.5 to 10 g of thiopropanedicarboxylic acid, 0.05 to 5 g of sodium 3-mercapto-propanesulfonate for each 1 L of electrolyte. The thio compound is selected from 0.05 to 5 g 2-mercaptonicotinic acid, 0.02 to 5 g 2-thiouracil, and 0.5 to 10 g 4,6-dihydroxy-2-mercaptopyrimidine.

本発明の水性電解質のpHは、9以上である。特に有利な実施形態においては、電解質は11以上のpHを有する。   The pH of the aqueous electrolyte of the present invention is 9 or more. In a particularly advantageous embodiment, the electrolyte has a pH of 11 or higher.

特に有利な実施形態においては、本発明の電解質は、脂肪族の、飽和又は不飽和のジカルボン酸、又はトリカルボン酸、芳香族カルボン酸、塩、及びそれらの混合物のうち少なくとも1つを更に含む「カルボン酸、塩、及びこれらの混合物のうち少なくとも1つ」とは、下記のカルボン酸及びその塩を独立に使用してもよいし、いかなる組み合わせで使用してもよい、ということを意味する。脂肪族飽和ジカルボン酸は、有利に、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、酒石酸、リンゴ酸の中から選択される。脂肪族不飽和ジカルボン酸は、有利に、マレイン酸及びフマル酸から選択される。好適なトリカルボン酸は、クエン酸である。好適な芳香族カルボン酸は、例えば、安息香酸、ベンゼン−1,3,5−トリカルボン酸、及びサリチル酸である。言及されたカルボン酸の塩は、有利にアンモニウム、リチウム、ナトリウム、又はカリウムの塩である。多塩基カルボン酸の塩の場合は、カルボキシル基の1以上又は全ての水素原子が、アンモニウム、リチウム、ナトリウム、又はカリウムイオンによって置換されていてもよい。少なくとも2つのカルボキシル水素がアンモニウム、リチウム、ナトリウム、又はカリウムのイオンによって置換される多塩基カルボン酸の場合、これらのイオンは同一であっても異なっていてもよい。カルボン酸又はその塩の総濃度は、有利には電解質の5〜100g/Lである。   In particularly advantageous embodiments, the electrolyte of the present invention further comprises at least one of aliphatic, saturated or unsaturated dicarboxylic acids, or tricarboxylic acids, aromatic carboxylic acids, salts, and mixtures thereof. “At least one of carboxylic acid, salt, and mixture thereof” means that the following carboxylic acid and salt thereof may be used independently or in any combination. The aliphatic saturated dicarboxylic acid is advantageously selected from oxalic acid, malonic acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid, tartaric acid, malic acid. The aliphatic unsaturated dicarboxylic acid is preferably selected from maleic acid and fumaric acid. A preferred tricarboxylic acid is citric acid. Suitable aromatic carboxylic acids are, for example, benzoic acid, benzene-1,3,5-tricarboxylic acid, and salicylic acid. The salts of carboxylic acids mentioned are preferably ammonium, lithium, sodium or potassium salts. In the case of a salt of a polybasic carboxylic acid, one or more or all of the hydrogen atoms of the carboxyl group may be substituted with ammonium, lithium, sodium, or potassium ions. In the case of polybasic carboxylic acids in which at least two carboxylic hydrogens are replaced by ammonium, lithium, sodium, or potassium ions, these ions may be the same or different. The total concentration of carboxylic acid or salt thereof is preferably 5 to 100 g / L of electrolyte.

有利な実施形態においては、カルボン酸は、シュウ酸、酒石酸、及びクエン酸の中から選択され、又はカルボン酸の塩はシュウ酸塩、酒石酸塩及びクエン酸塩の中から選択される。   In an advantageous embodiment, the carboxylic acid is selected from oxalic acid, tartaric acid and citric acid, or the salt of the carboxylic acid is selected from oxalate, tartrate and citrate.

特に有利な実施形態においては、カルボン酸又はその塩は、シュウ酸又はシュウ酸塩である。シュウ酸二カリウム(K)を使用することは特に非常に有利である。 In a particularly advantageous embodiment, the carboxylic acid or salt thereof is oxalic acid or oxalate. The use of dipotassium oxalate (K 2 C 2 O 4 ) is very particularly advantageous.

更に特に有利な実施形態においては、酒石酸又はその塩、例えば酒石酸ナトリウムカリウムが使用される。   In a further particularly advantageous embodiment, tartaric acid or a salt thereof, such as potassium sodium tartrate, is used.

更に特に有利な実施形態においては、クエン酸又はクエン酸塩、例えばクエン酸カリウムが使用される。   In a further particularly advantageous embodiment, citric acid or a citrate salt, such as potassium citrate, is used.

更に有利な実施形態においては、本発明の電解質は、少なくとも1つの追加の塩を含む。これらの塩のアニオンは、硫酸イオン、フッ素イオン、塩素イオン、臭素イオン、ヨウ素イオン、炭酸イオン、ギ酸イオン、酢酸イオン、プロピオン酸イオン、酪酸イオン、吉草イオン、硝酸イオン、亜硝酸イオン、スルホン酸イオン、アルキルスルホン酸イオン、特にメタンスルホン酸イオン、アミドスルホン酸イオン、スルファミン酸イオン、アミノカルボン酸及びN−複素環カルボン酸のアニオンからなる群から選択される。これらの塩のカチオンは、アンモニウム、リチウム、ナトリウム、及びカリウムのイオンの中から選択される。多塩基酸の場合には、1つ又は全ての水素原子は、言及されたカチオンによって置換されている。2つ以上の水素原子が上記のカチオンによって置換された場合、これらのカチオンは同一でも異なっていてもよい。この少なくとも1つの追加の塩は、以降「導電性塩」と呼ぶ。   In a further advantageous embodiment, the electrolyte according to the invention comprises at least one additional salt. The anions of these salts are sulfate ion, fluorine ion, chlorine ion, bromine ion, iodine ion, carbonate ion, formate ion, acetate ion, propionate ion, butyrate ion, valeric ion, nitrate ion, nitrite ion, sulfone. It is selected from the group consisting of acid ions, alkyl sulfonate ions, particularly methane sulfonate ions, amido sulfonate ions, sulfamate ions, aminocarboxylic acids and N-heterocyclic carboxylic acid anions. The cation of these salts is selected from ammonium, lithium, sodium, and potassium ions. In the case of polybasic acids, one or all hydrogen atoms are replaced by the mentioned cation. When two or more hydrogen atoms are replaced by the above cations, these cations may be the same or different. This at least one additional salt is hereinafter referred to as a “conductive salt”.

更に有利な実施形態においては、本発明の電解質は、少なくとも1つの光沢剤を追加で含む。析出のための電解質への光沢剤の添加については、当業者に知られており、本請求項の保護する範囲外になることなく、使用することが可能である。光沢剤は、有利に、ビス(3−スルホプロピル)ジスルフィドジナトリウム塩、3−スルホプロピルO−エチルジチオカルボネートカリウム塩、1−(3−スルホプロピル)−ピリジニウムベタイン、1−(2−ヒドロキシ−3−スルホプロピル)−ピリジニウムベタイン、3−(2−ベンゾチアゾール−2−メルカプト)プロパンスルホン酸ナトリウム塩、S−イソチオウロニウム3−プロパンスルホネート、3−(スルホプロピル)N,N−ジメチルジチオカルバメートナトリウム塩、1−ベンジル−3−ナトリウムカルボキシピリジニウムクロリド、3−フォルミル−1−(3−スルホプロピル)ピリジニウムベタイン、N−(3−スルホプロピル)サッカリンナトリウム塩、サッカリンナトリウム塩、カルボキシエチルイソチオウロニウムベタイン、ココアミド−プロピルジメチルアンモニウム2−ヒドロキシプロパンスルホベタイン、N−(3−ココアミドプロピル−N,N−ジメチル)−N−(3−スルホプロピル)アンモニウムベタイン、6−カルボキシ−2,4−ジヒドロキシピリミジン、2−ブテン酸の中から選択される。   In a further advantageous embodiment, the electrolyte according to the invention additionally comprises at least one brightener. The addition of brighteners to the electrolyte for deposition is known to those skilled in the art and can be used without going beyond the scope of protection of the claims. The brightener is preferably bis (3-sulfopropyl) disulfide disodium salt, 3-sulfopropyl O-ethyldithiocarbonate potassium salt, 1- (3-sulfopropyl) -pyridinium betaine, 1- (2-hydroxy -3-sulfopropyl) -pyridinium betaine, 3- (2-benzothiazole-2-mercapto) propanesulfonic acid sodium salt, S-isothiouronium 3-propanesulfonate, 3- (sulfopropyl) N, N-dimethyldithio Carbamate sodium salt, 1-benzyl-3-sodium carboxypyridinium chloride, 3-formyl-1- (3-sulfopropyl) pyridinium betaine, N- (3-sulfopropyl) saccharin sodium salt, saccharin sodium salt, carboxyethylisothiouro Umbetaine, cocoamido-propyldimethylammonium 2-hydroxypropanesulfobetaine, N- (3-cocoamidopropyl-N, N-dimethyl) -N- (3-sulfopropyl) ammonium betaine, 6-carboxy-2,4-dihydroxy It is selected from pyrimidine and 2-butenoic acid.

更に有利な実施形態においては、本発明の電解質は、少なくとも1つの湿潤剤を追加で含む。ブロンズの析出のための電解質への湿潤剤の添加については、当業者に知られており、本請求項の保護する範囲外になることなく、使用することが可能である。湿潤剤は以下から有利に選択される。
−ウレア基を有するカチオン性アミンポリマー、
−モルフォリン、エピクロロヒドリン、及びイミダゾールのモノマーから構成され、(CNO) (CClO) (Cの一般式を有するカチオン性ポリマー、
−エピクロロヒドリン、及びイミダゾールのモノマーから構成され、(CClO) (Cの一般式を有するカチオン性ポリマー、
−N−アルキル−N−(1−オキソアルキル)アミノ酸並びにその誘導体及び塩
並びに、これらの湿潤剤の混合物。
In a further advantageous embodiment, the electrolyte according to the invention additionally comprises at least one wetting agent. The addition of wetting agents to the electrolyte for bronze deposition is known to those skilled in the art and can be used without going beyond the scope of protection of the claims. The wetting agent is advantageously selected from:
A cationic amine polymer having a urea group,
- consists of morpholine, epichlorohydrin, and imidazole monomers, cation having the general formula (C 4 H 9 NO) x * (C 3 H 5 ClO) y * (C 3 H 4 N 2) z Sex polymer,
A cationic polymer composed of monomers of epichlorohydrin and imidazole and having the general formula of (C 3 H 5 ClO) x * (C 3 H 4 N 2 ) y
-N-alkyl-N- (1-oxoalkyl) amino acids and derivatives and salts thereof and mixtures of these wetting agents.

N−アルキル−N−(1−オキソアルキル)アミノ酸の塩が使用された場合、有利には、アンモニウム、リチウム、ナトリウム、又はカリウムの塩である。   If a salt of an N-alkyl-N- (1-oxoalkyl) amino acid is used, it is preferably an ammonium, lithium, sodium or potassium salt.

光沢剤及び湿潤剤を使用することによって、層の光沢を、シルクマット状から高光沢までの全てのグラデーションに設定することができる。   By using brighteners and wetting agents, the gloss of the layer can be set to all gradations from silk matte to high gloss.

本発明の特に有利な実施形態は、以下の組成を有する電解質である。
一般組成1:
−ブロンズ形成塩、
−リン酸塩、ホスホン酸塩、ポリリン酸塩、二リン酸塩及びそれらの混合物からなる群から選択される少なくとも1つの塩、
−脂肪族、及び芳香族チオ化合物からなる群から選択される少なくとも1つの化合物。
A particularly advantageous embodiment of the invention is an electrolyte having the following composition:
General composition 1:
-Bronze forming salts,
-At least one salt selected from the group consisting of phosphates, phosphonates, polyphosphates, diphosphates and mixtures thereof;
-At least one compound selected from the group consisting of aliphatic and aromatic thio compounds.

一般組成2:
−ブロンズ形成塩、
−リン酸塩、ホスホン酸塩、ポリリン酸塩、二リン酸塩及びそれらの混合物からなる群から選択される少なくとも1つの塩、
−脂肪族、及び芳香族チオ化合物からなる群から選択される少なくとも1つの化合物、
−脂肪族の、飽和、又は不飽和のジカルボン酸、又はトリカルボン酸、芳香族カルボン酸、塩、及びそれらの混合物のうち少なくとも1つ。
General composition 2:
-Bronze forming salts,
-At least one salt selected from the group consisting of phosphates, phosphonates, polyphosphates, diphosphates and mixtures thereof;
-At least one compound selected from the group consisting of aliphatic and aromatic thio compounds,
At least one of aliphatic, saturated or unsaturated dicarboxylic acids, or tricarboxylic acids, aromatic carboxylic acids, salts, and mixtures thereof.

一般組成3:
−ブロンズ形成塩、
−リン酸塩、ホスホン酸塩、ポリリン酸塩、二リン酸塩及びそれらの混合物からなる群から選択される少なくとも1つの塩、
−脂肪族、及び芳香族チオ化合物からなる群から選択される少なくとも1つの化合物、
−少なくとも1つの導電性塩。
General composition 3:
-Bronze forming salts,
-At least one salt selected from the group consisting of phosphates, phosphonates, polyphosphates, diphosphates and mixtures thereof;
-At least one compound selected from the group consisting of aliphatic and aromatic thio compounds,
At least one conductive salt;

一般組成4:
−ブロンズ形成塩、
−リン酸塩、ホスホン酸塩、ポリリン酸塩、二リン酸塩及びそれらの混合物からなる群から選択される少なくとも1つの塩、
−脂肪族、及び芳香族チオ化合物からなる群から選択される少なくとも1つの化合物、
−脂肪族の、飽和、又は不飽和のジカルボン酸、又はトリカルボン酸、芳香族カルボン酸、塩、及びそれらの混合物のうち少なくとも1つ、
−少なくとも1つの導電性塩。
General composition 4:
-Bronze forming salts,
-At least one salt selected from the group consisting of phosphates, phosphonates, polyphosphates, diphosphates and mixtures thereof;
-At least one compound selected from the group consisting of aliphatic and aromatic thio compounds,
At least one of aliphatic, saturated or unsaturated dicarboxylic acids, or tricarboxylic acids, aromatic carboxylic acids, salts, and mixtures thereof;
At least one conductive salt;

更に、上記一般組成1〜4を有する電解質が少なくとも1つの光沢剤、少なくとも1つの湿潤剤、又は、少なくとも1つの光沢剤及び少なくとも1つの湿潤剤を含む本発明の実施形態が、特に有利である。本発明の電解質の全ての特に有利な実施形態は、水性で、シアン化物を含まず、9以上のpHを有する。   Further particularly advantageous are embodiments of the invention in which the electrolyte having the above general composition 1-4 comprises at least one brightener, at least one wetting agent, or at least one brightener and at least one wetting agent. . All particularly advantageous embodiments of the electrolyte of the present invention are aqueous, cyanide free and have a pH of 9 or higher.

本発明によれば、金属銅及び任意の亜鉛はイオン溶解した状態で電解質内に存在し、スズは、スズ酸又は他のスズ(IV)塩として存在している。銅のイオン濃度は、有利には0.05〜10g/Lであり、スズ酸としてのスズのイオン濃度は有利には0.5〜40g/Lであり、及び亜鉛のイオン濃度は有利に0.1〜10g/Lである。銅のイオン濃度が電解質の0.5〜2.0g/L、スズ酸としてのスズのイオン濃度が電解質の10〜20g/L、及び亜鉛のイオン濃度が2.0〜4.0g/Lであると特に有利である。これら指示された銅、スズ、任意に亜鉛の有利なイオン濃度は、上記の有利な実施形態全てに適用される。   According to the present invention, metallic copper and optional zinc are present in the electrolyte in an ion-dissolved state, and tin is present as stannic acid or other tin (IV) salt. The ion concentration of copper is preferably 0.05 to 10 g / L, the ion concentration of tin as stannic acid is preferably 0.5 to 40 g / L, and the ion concentration of zinc is preferably 0. .1 to 10 g / L. The ion concentration of copper is 0.5 to 2.0 g / L of the electrolyte, the ion concentration of tin as stannic acid is 10 to 20 g / L of the electrolyte, and the ion concentration of zinc is 2.0 to 4.0 g / L. This is particularly advantageous. These indicated advantageous ion concentrations of copper, tin and optionally zinc apply to all of the preferred embodiments described above.

本発明は、同様に、コーティングされる基材を本発明の電解質にカソードとして浸漬し、アノードとカソード間に電流を流して、銅−スズ及び銅−スズ−亜鉛合金の層を電解析出するためのプロセスも提供する。電解質において好ましいとされた実施形態が、プロセスにおいても同様に好ましいのは言うまでもない。   The present invention likewise immerses the substrate to be coated as a cathode in the electrolyte of the present invention, and passes a current between the anode and the cathode to electrolytically deposit copper-tin and copper-tin-zinc alloy layers. A process is also provided. It goes without saying that the preferred embodiments in the electrolyte are equally preferred in the process.

析出される3元合金中において、銅の比率は20〜80重量%の範囲、スズの比率は10〜60重量%の範囲、及び亜鉛の比率は1〜30重量%の範囲であると有利である。ここで、合金中の、全ての関与する金属の比率の和は、それぞれの場合において100重量%である。   In the ternary alloy to be precipitated, the copper ratio is advantageously in the range of 20-80% by weight, the tin ratio in the range of 10-60% by weight and the zinc ratio in the range of 1-30% by weight. is there. Here, the sum of the proportions of all the metals involved in the alloy is 100% by weight in each case.

2元合金の場合、銅の比率は30〜90重量%の範囲、スズの比率は10〜70重量%の範囲である。合金中の、全ての関与する金属の比率の和は、それぞれの場合において100重量%である。   In the case of a binary alloy, the copper ratio is in the range of 30 to 90% by weight and the tin ratio is in the range of 10 to 70% by weight. The sum of the proportions of all participating metals in the alloy is 100% by weight in each case.

有利な実施形態においては、析出した3元合金が、銅の比率が50〜60重量%、スズの比率が35〜45重量%、亜鉛の比率が5〜15重量%であり、合金内にある関与する全ての金属の比率の合計が100重量%である、白い層である。   In an advantageous embodiment, the precipitated ternary alloy is in the alloy with a copper proportion of 50-60% by weight, a tin proportion of 35-45% by weight and a zinc proportion of 5-15% by weight. It is a white layer where the sum of the proportions of all metals involved is 100% by weight.

ここで記載された全ての実施形態において、析出した合金は0.4〜5μm、好ましくは0.5〜3μm、特に好ましくは1〜2μmの厚みを有する。   In all embodiments described herein, the deposited alloy has a thickness of 0.4-5 μm, preferably 0.5-3 μm, particularly preferably 1-2 μm.

同様に合金組成は電解中の温度によって変化しうることに言及する。それゆえ、電解は、20〜90℃の範囲、好ましくは30〜60℃の範囲、特に好ましくは約45℃で行われる。   Similarly, it is noted that the alloy composition can vary with temperature during electrolysis. Therefore, the electrolysis is performed in the range of 20-90 ° C, preferably in the range of 30-60 ° C, particularly preferably about 45 ° C.

同様に銅とスズの2元合金、又は銅、スズ及び亜鉛の3元合金の組成は、電解中に設定された電流密度によって変化する。電流密度が1平方デシメートルあたり0.1〜100アンペアの範囲に設定されるのが有利である。電流密度は、1平方デシメートルあたり0.2〜5.0アンペアであることが好ましく、1平方デシメートルあたり0.3〜1アンペアであることが特に好ましい。   Similarly, the composition of a binary alloy of copper and tin, or a ternary alloy of copper, tin and zinc varies depending on the current density set during electrolysis. Advantageously, the current density is set in the range of 0.1 to 100 amperes per square decimeter. The current density is preferably 0.2 to 5.0 amperes per square decimeter, and particularly preferably 0.3 to 1 amperes per square decimeter.

アノードとしては、当業者がこの目的のために検討するであろう全ての電極が使用できる。不溶性のアノード(例えば、白金−チタンアノード、又は混合金属酸化物アノード)を使用することが好ましい。この文脈において、電解銅、リン含有銅、スズ、スズ−銅合金、亜鉛−銅合金、及び亜鉛−スズ−銅合金、又はこれらのアノードの組み合わせからなる群から選択される材料が含まれる可溶性のアノードも同様に使用できる。   As the anode, any electrode that would be considered for this purpose by those skilled in the art can be used. It is preferred to use an insoluble anode (eg, a platinum-titanium anode or a mixed metal oxide anode). In this context, a soluble material comprising a material selected from the group consisting of electrolytic copper, phosphorus-containing copper, tin, tin-copper alloy, zinc-copper alloy, and zinc-tin-copper alloy, or combinations of these anodes An anode can be used as well.

本発明の電解質及び本発明のプロセスは、銅、スズ、及び任意に亜鉛の合金を消費財及び装飾品に電解析出するために使用できる。   The electrolyte of the present invention and the process of the present invention can be used to electrolytically deposit copper, tin, and optionally zinc alloys into consumer goods and decorative articles.

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Claims (16)

銅、スズ、及び任意に亜鉛の合金の電解析出のための、シアン化物を含まない水性電解質であって、
リン酸塩、ホスホン酸塩、ポリリン酸塩、二リン酸塩及びそれらの混合物からなる群から選択される塩を少なくとも1つ含み、
並びに
脂肪族、及び芳香族チオ化合物からなる群から選択される化合物を少なくとも1つ含み、
ここで、析出される金属の銅、及び任意に亜鉛は溶解した形態であり、スズは溶解したスズ(IV)塩として存在し、
かつ、前記シアン化物を含まない水性電解質のpHは9以上である、水性電解質。
A cyanide-free aqueous electrolyte for electrolytic deposition of alloys of copper, tin, and optionally zinc,
Comprising at least one salt selected from the group consisting of phosphates, phosphonates, polyphosphates, diphosphates and mixtures thereof;
And at least one compound selected from the group consisting of aliphatic and aromatic thio compounds,
Here, the deposited copper metal, and optionally zinc, is in dissolved form, tin is present as dissolved tin (IV) salt,
And pH of the aqueous electrolyte which does not contain the said cyanide is 9 or more aqueous electrolyte.
脂肪族の、飽和、又は不飽和のジカルボン酸、又はトリカルボン酸、芳香族カルボン酸、塩、及びそれらの混合物のうち少なくとも1つを更に含む、請求項1に記載の電解質。   The electrolyte of claim 1 further comprising at least one of an aliphatic, saturated or unsaturated dicarboxylic acid, or tricarboxylic acid, aromatic carboxylic acid, salt, and mixtures thereof. アニオンが、硫酸イオン、フッ素イオン、塩素イオン、臭素イオン、ヨウ素イオン、炭酸イオン、酢酸イオン、ギ酸イオン、プロピオン酸イオン、酪酸イオン、吉草イオン、安息香酸イオン、硝酸イオン、亜硝酸イオン、スルホン酸イオン、アルキルスルホン酸イオン、アミドスルホン酸イオン、スルファミン酸イオン、アミノカルボン酸及びN−複素環カルボン酸のアニオンからなる群から選択され、
カチオンが、アンモニウムイオン、リチウムイオン、ナトリウムイオン、及びカリウムイオンの中から選択される、塩を少なくとも1つ更に追加的に含む、請求項1又は2に記載の電解質。
Anion is sulfate ion, fluorine ion, chlorine ion, bromine ion, iodine ion, carbonate ion, acetate ion, formate ion, propionate ion, butyrate ion, valerate ion, benzoate ion, nitrate ion, nitrite ion, sulfone Selected from the group consisting of acid ions, alkyl sulfonate ions, amido sulfonate ions, sulfamate ions, aminocarboxylic acids and N-heterocyclic carboxylic acid anions,
The electrolyte according to claim 1 or 2, wherein the cation further comprises at least one salt selected from ammonium ions, lithium ions, sodium ions, and potassium ions.
ビス(3−スルホプロピル)ジスルフィドジナトリウム塩、3−スルホプロピルO−エチルジチオカルボネートカリウム塩、1−(3−スルホプロピル)−ピリジニウムベタイン、1−(2−ヒドロキシ−3−スルホプロピル)−ピリジニウムベタイン、3−(2−ベンゾチアゾール−2−メルカプト)プロパンスルホン酸ナトリウム塩、S−イソチオウロニウム3−プロパンスルホネート、3−(スルホプロピル)N,N−ジメチルジチオカルバメートナトリウム塩、1−ベンジル−3−ナトリウムカルボキシピリジニウムクロリド、3−フォルミル−1−(3−スルホプロピル)ピリジニウムベタイン、N−(3−スルホプロピル)サッカリンナトリウム塩、サッカリンナトリウム塩、カルボキシエチルイソチオウロニウムベタイン、ココアミド−プロピルジメチルアンモニウム2−ヒドロキシプロパンスルホベタイン、N−(3−ココアミドプロピル−N,N−ジメチル)−N−(3−スルホプロピル)アンモニウムベタイン、6−カルボキシ−2,4−ジヒドロキシピリミジン、2−ブテン酸からなる群から選択される少なくとも1つの光沢剤を更に追加的に含む、請求項1〜3のいずれか1項に記載の電解質。   Bis (3-sulfopropyl) disulfide disodium salt, 3-sulfopropyl O-ethyldithiocarbonate potassium salt, 1- (3-sulfopropyl) -pyridinium betaine, 1- (2-hydroxy-3-sulfopropyl)- Pyridinium betaine, 3- (2-benzothiazole-2-mercapto) propanesulfonic acid sodium salt, S-isothiouronium 3-propanesulfonate, 3- (sulfopropyl) N, N-dimethyldithiocarbamate sodium salt, 1-benzyl -3-sodium carboxypyridinium chloride, 3-formyl-1- (3-sulfopropyl) pyridinium betaine, N- (3-sulfopropyl) saccharin sodium salt, saccharin sodium salt, carboxyethylisothiouronium betaine, Amido-propyldimethylammonium 2-hydroxypropanesulfobetaine, N- (3-cocoamidopropyl-N, N-dimethyl) -N- (3-sulfopropyl) ammonium betaine, 6-carboxy-2,4-dihydroxypyrimidine, The electrolyte according to any one of claims 1 to 3, further comprising at least one brightener selected from the group consisting of 2-butenoic acid. ○ウレア基を有するカチオン性アミンポリマー、
○モルフォリン、エピクロロヒドリン、及びイミダゾールのモノマーから構成され、(CNO) (CClO) (Cの一般式を有するカチオン性ポリマー、
○エピクロロヒドリン、及びイミダゾールのモノマーから構成され、(C5ClO) (Cの一般式を有するカチオン性ポリマー、
○N−アルキル−N−(1−オキソアルキル)アミノ酸並びにその誘導体及び塩、並びに
○これらの湿潤剤の混合物、から選択される湿潤剤を少なくとも1つ追加的に含む、請求項1〜4のいずれか1項に記載の電解質。
○ Cationic amine polymer having a urea group,
○ morpholine, constructed from monomers of epichlorohydrin, and imidazole, cation having a general formula of (C 4 H 9 NO) x * (C 3 H 5 ClO) y * (C 3 H 4 N 2) z Sex polymer,
A cationic polymer composed of epichlorohydrin and imidazole monomers and having the general formula of (C 3 H 5 ClO) x * (C 3 H 4 N 2 ) y ;
The composition further comprising at least one wetting agent selected from: N-alkyl-N- (1-oxoalkyl) amino acids and derivatives and salts thereof; and a mixture of these wetting agents. The electrolyte according to any one of the above.
析出される、前記金属の銅及び任意の亜鉛が、イオン溶解した形態であり、前記スズがスズ(IV)塩として存在し、ここで、銅のイオン濃度が電解質の0.05〜10g/Lの範囲であり、スズのイオン濃度が電解質の0.5〜40g/Lの範囲であり、亜鉛のイオン濃度が電解質の0.1〜10g/Lの範囲である、請求項1〜5のいずれか1項に記載の電解質。   The metal copper and any zinc to be deposited are in an ion-dissolved form, and the tin is present as a tin (IV) salt, where the copper ion concentration is 0.05 to 10 g / L of the electrolyte. The ion concentration of tin is in the range of 0.5 to 40 g / L of the electrolyte, and the ion concentration of zinc is in the range of 0.1 to 10 g / L of the electrolyte. The electrolyte according to claim 1. 与えられた条件下で水溶性の、析出される、前記金属銅及び任意の亜鉛の化合物が、ピロリン酸塩、炭酸塩、炭酸水素塩、亜硫酸塩、硫酸塩、リン酸塩、亜硝酸塩、硝酸塩、ハロゲン化物、水酸化物、水酸化酸化物、酸化物、及びこれらの混合物からなる群から選択される、請求項1〜6のいずれか1項に記載の電解質。   The metal copper and any zinc compound precipitated, water-soluble under given conditions, is pyrophosphate, carbonate, bicarbonate, sulfite, sulfate, phosphate, nitrite, nitrate The electrolyte according to any one of claims 1 to 6, which is selected from the group consisting of: a halide, a hydroxide, a hydroxide oxide, an oxide, and a mixture thereof. 前記溶解したスズ(IV)塩がスズ酸塩である、請求項1〜7のいずれか1項に記載の電解質。   The electrolyte according to claim 1, wherein the dissolved tin (IV) salt is a stannate. 前記チオ化合物が、2−メルカプトプロピオン酸、メルカプトコハク酸、2−チオプロパンジカルボン酸、3−メルカプト−1−プロパンスルホン酸ナトリウム、2−メルカプトニコチン酸、2−チオウラシル、4,6−ジヒドロキシ−2−メルカプトピリミジン、2−メルカプトピリミジン、2−チオシトシン、6−メルカプトーピリミジン−4−カルボン酸、2−メルカプトピリミジン−4−オール、2−チオヒダントイン、5−スルホサリチル酸から選択される、請求項1〜8のいずれか1項に記載の電解質。   The thio compound is 2-mercaptopropionic acid, mercaptosuccinic acid, 2-thiopropanedicarboxylic acid, sodium 3-mercapto-1-propanesulfonate, 2-mercaptonicotinic acid, 2-thiouracil, 4,6-dihydroxy-2. -Mercaptopyrimidine, 2-mercaptopyrimidine, 2-thiocytosine, 6-mercaptopyrimidine-4-carboxylic acid, 2-mercaptopyrimidin-4-ol, 2-thiohydantoin, 5-sulfosalicylic acid. The electrolyte of any one of -8. 元素状の銅、スズ、及び任意に亜鉛を含む合金の電解析出のためのプロセスであって、請求項1〜9のいずれか1項に記載された電解質に、コーティングされる基材がカソードとして浸漬され、前記アノードと前記カソードの間に電流が流される、プロセス。   A process for electrolytic deposition of an alloy comprising elemental copper, tin, and optionally zinc, wherein the substrate coated with the electrolyte according to any one of claims 1-9 is a cathode. A process in which a current is passed between the anode and the cathode. 前記合金内の銅の比率が20〜80重量%の範囲内であり、スズの比率が10〜60重量%の範囲内であり、亜鉛の比率が1〜30重量%の範囲内であり、前記合金内にある関与する全ての金属の前記比率の合計が100重量%である、請求項10に記載のプロセス。   The ratio of copper in the alloy is in the range of 20 to 80 wt%, the ratio of tin is in the range of 10 to 60 wt%, the ratio of zinc is in the range of 1 to 30 wt%, The process according to claim 10, wherein the sum of the proportions of all metals involved in the alloy is 100% by weight. 前記合金内の銅の比率が50〜60重量%、スズの比率が35〜45重量%、亜鉛の比率が5〜15重量%であり、前記合金内にある関与する全ての金属の前記比率の合計が100重量%である、請求項10に記載のプロセス。   The ratio of copper in the alloy is 50-60 wt%, the ratio of tin is 35-45 wt%, the ratio of zinc is 5-15 wt%, and the ratio of all the metals involved in the alloy The process according to claim 10, wherein the total is 100% by weight. 前記合金内の銅の比率が30〜90重量%の範囲内であり、スズの比率が10〜70重量%の範囲内であり、前記合金内にある全ての含有金属の前記比率の合計が100重量%である、請求項10に記載のプロセス。   The ratio of copper in the alloy is in the range of 30 to 90% by weight, the ratio of tin is in the range of 10 to 70% by weight, and the sum of the ratios of all contained metals in the alloy is 100. The process of claim 10, wherein the process is% by weight. 前記電解質が20〜90℃の範囲に保持された、請求項10〜13のいずれか1項に記載のプロセス。   The process according to any one of claims 10 to 13, wherein the electrolyte is maintained in the range of 20 to 90C. 電流密度が1平方デシメートルあたり0.1〜100アンペアの範囲に設定された、請求項10〜14のいずれか1項に記載のプロセス。   15. The process according to any one of claims 10 to 14, wherein the current density is set in the range of 0.1 to 100 amperes per square decimeter. 不溶性のアノード(例えば白金−チタンアノード若しくは混合金属酸化物アノード)、若しくは電解銅、リン含有銅、スズ、スズ−銅合金、亜鉛−銅合金、及び亜鉛−スズ−銅合金からなる群から選択される材料が含まれる可溶性のアノード、又はこれらのアノードの組み合わせが使用される、請求項10〜14のいずれか1項に記載のプロセス。   An insoluble anode (eg, platinum-titanium anode or mixed metal oxide anode) or selected from the group consisting of electrolytic copper, phosphorus-containing copper, tin, tin-copper alloy, zinc-copper alloy, and zinc-tin-copper alloy 15. The process according to any one of claims 10 to 14, wherein a soluble anode comprising a material or a combination of these anodes is used.
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